Diodos gunn y pin

Diodo GUNN

Este tipo de diodo es similar al diodo tunnel ya que también entra en los semiconductores osciladores de “resistencia negativa”. Se trata de un generador de microondas, formado por un semiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn.

Efecto GUNN: El efecto fue descubierto por Gunn en 1963. Este efecto es un instrumento eficaz para la generación de oscilacionesen el rango de las microondas en los materiales semiconductores. Gunn observó esta característica en el Arseniuro de Galio (GaAs) y el Fosfuro de Indio (InP). El efecto Gunn es una propiedad del cuerpo de los semiconductores y no depende de la unión misma, ni de los contactos, tampoco depende de los valores de tensión y corriente y no es afectado por campos magnéticos.
Cuando se aplica una pequeñatensión continua a través de una placa delgada de Arseniuro de Galio (GaAs), ésta presenta características de resistencia negativa. Todo esto ocurre bajo la condición de que la tensión aplicada a la placa sea mayor a los 3,3 voltios/cm. Si dicha placa es conectada a una cavidad resonante, se producirán oscilaciones y todo el conjunto se puede utilizar como oscilador.
Este efecto sólo se da enmateriales tipo N (material con exceso de electrones) y las oscilaciones se dan sólo cuando existe un campo eléctrico. Estas oscilaciones corresponden aproximadamente al tiempo que los electrones necesitan para atravesar la placa de material tipo N cuando se aplica la tensión continua.
*Estructura

A diferencia de los diodos ordinarios construidos con regiones de dopaje P o N, solamente tieneregiones del tipo N, razón por lo que impropiamente se le conoce como diodo. Existen en este dispositivo tres regiones; dos de ellas tienen regiones tipo N fuertemente dopadas y una delgada región intermedia de material ligeramente dopado. Cuando se aplica un voltaje determinado a través de sus terminales, en la zona intermedia el gradiente eléctrico es mayor que en los extremos. Finalmente esta zonaempieza a conducir esto significa que este diodo presenta una zona de resistencia negativa.
La frecuencia de la oscilación obtenida a partir de este efecto, es determinada parcialmente por las propiedades de la capa o zona intermedia del diodo, pero también puede ser ajustada exteriormente.
*Composición

Los diodos Gunn suelen fabricarse de arseniuro de galio para osciladores de hasta 200GHz, mientras que los de Nitruro de Galio pueden alcanzar los 3 Terahertz.

*Funcionamiento

Se trata de un generador de microondas (no un rectificador), formado por un semiconductor de dos terminales que utiliza el llamado efecto Gunn. Cuando se aplica entre ánodo y cátodo una tensión continua (mayor a 3.3 V/cm), de modo que el ánodo sea positivo con respecto al cátodo, la corriente que circulapor el diodo es continua, pero con unos impulsos superpuestos de hiperfrecuencia que pueden ser utilizados para inducir oscilaciones en una cavidad resonante (con la cual alcanza oscilaciones de muy alta frecuencia en el rango comprendido entre los 5 y 140GHz). De hecho, la emisión de microondas se produce cuando las zonas de campo eléctrico elevado se desplazan del ánodo al cátodo y del cátodo alánodo en un constante viaje rapidísimo entre ambas zonas, lo que determina la frecuencia en los impulsos, la cual es alta.

*Curvas

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***El diodo Gunn a diferencia del diodo tunnel, mantiene un ciclo gracias a la continuidad de los impulsos de hiperfrecuencia del material y la cavidad resonante que produce las oscilaciones; el diodo tunnel necesita algo que lo limite y que vuelvaa producir la oscilación

*Aplicaciones

Los diodos Gunn son usados para construir osciladores en el rango de frecuencias comprendido entre los 10 Gigahertz y frecuencias aún más altas (hasta Terahertz). Este diodo se usa en combinación con circuitos resonantes construidos con guías de ondas, cavidades coaxiales y resonadores YIG (monocristal de granate Itrio y hierro, Yttrium Iron Garnet...